Заглянуть в облака: Как солнечное гравитационное линзирование может помочь в поисках экзопланет

Недавнее исследование независимого ученого Виктора Тота, опубликованное на препринт-сервере arXiv, касается сложностей, связанных с наблюдением удаленных экзопланет, акцентируя внимание на проблемах, вызванных облачным покровом. Автор приходит к мысли, что применение солнечной гравитационной линзы (SGL) может не быть самым оптимальным подходом для получения детализированных изображений экзопланет.

С течением времени стало очевидно, что астрономы могут задействовать наше солнце в качестве огромной «лупы» для света от далеких объектов. Так возник замысел о создании телескопа на основе солнечной гравитационной линзы (SGL). Однако физические ограничения требуют размещения телескопа на расстоянии порядка 650 астрономических единиц от Солнца. Для сравнения, самый удаленный аппарат «Вояджер» находился лишь на четверти этого расстояния.

Преимуществом данного проекта будет возможность визуализировать инопланетные цивилизации на экзопланетах, теоретически, по крайней мере. Если мы найдем достаточно перспективную экзопланету, возможно, создание огромного телескопа, способного постепенно собирать свет с планеты, в сочетании с увеличительной способностью SGL, позволит увидеть детали размером около 10 км на пиксель — что эквивалентно размеру небольшого города.

Тем не менее, согласно предыдущим работам Тота и его команды, существуют многочисленные трудности, связанные с теоретическим использованием SGL. Одной из наиболее значительных является искажение света от короны Солнца, которая создает значительное количество «шума» при сравнении света экзопланеты и света от нашей более близкой звезды.

Кроме того, возникает сложность, связанная с квадрупольным моментом Солнца, который определяет степень его отклонения от идеальной сферической формы. Поскольку размеры SGL огромны, даже незначительное искажение может значительно повлиять на направление света от экзопланеты.

В своей работе Тот также вводит новую переменную — облачный покров. Учитывая, что Земля, единственное известное место обитания жизни, обладает подвижными облаками, можно предположить наличие облаков и на других потенциально обитаемых планетах. Однако эти движущиеся облака значительно затрудняют отделение сигналов от поверхности планеты от шума, вызванного облачным покровом.

Ученый смоделировал, как эффект движущихся облаков на Земле может повлиять на изображения, получаемые с помощью SGL из другой звезды. На полученных снимках едва ли удается различить привычные контуры континентов, не говоря уже о том, чтобы выявить биосигнатуры или признаки разумной жизни. Совмещение этой проблемы с ранее известными сложностями еще больше усложнит наблюдения за любой экзопланетой.

Тем не менее, Тот предлагает потенциальное решение выявленных трудностей. Он предполагает, что можно отправить в точку SGL рой из 10 000 спутников. Если каждый из этих спутников будет оснащен зеркалом для сборки света площадью 1 квадратный метр, это значительно упростит многие проблемы наблюдения экзопланет, включая отслеживание их движения, снижение влияния шума от облаков и работу со светом от центральной звезды.